
【电】 gas-filled photocell
inflate
【化】 aerate; air inflation; airing
【医】 aeration; inflation
【计】 photocell
【化】 barrier-layer cell; photocell; photoelectric cell; photovoltaic cell
photronic cell; selenium cell
【医】 pholocell
充气光电池(英文:Gas-filled Photovoltaic Cell 或 Gas-filled Photocell)是一种早期基于光电效应的光电器件,其核心工作原理是利用气体分子在特定条件下被光照射后发生电离的特性来产生电流。以下是详细解释:
1. 术语定义与核心原理
充气光电池属于外光电效应(光电发射)器件。其结构通常包含一个真空玻璃管,内部封装有少量低压惰性气体(如氩气)和两个电极(光阴极和阳极)。当特定波长的光照射光阴极时,光子能量激发电子逸出表面(光电效应),这些电子在电场作用下向阳极加速运动。在运动过程中,电子与气体分子碰撞并使其电离,产生更多自由电子和正离子,形成"电子雪崩"效应,从而放大输出电流。该特性使其灵敏度显著高于真空光电管。
2. 结构特征与"充气"含义
"充气"指器件内部填充特定低压气体(通常为0.1-1托的氩气),区别于真空光电管的无气环境。气体的存在通过碰撞电离实现电流增益(增益系数可达5-10倍),但同时也带来非线性响应和惯性延迟(气体电离/复合需时间),限制了高频应用。
3. 应用场景与历史地位
20世纪中期,充气光电池曾广泛应用于光度计、自动门控系统、电影胶片音轨读取等场景。其高灵敏度适合弱光检测,但气体电离的稳定性问题使其逐渐被固态光电探测器(如光电二极管、光敏电阻)取代。现代技术中已极少使用。
4. 技术局限性与发展
气体填充导致器件存在温度敏感性(气体密度随温度变化)、响应速度慢(微秒级)及工作电压较高(需百伏级偏压)等缺陷。当前光伏领域以固态半导体器件(如硅基太阳能电池)为主流,充气光电池仅作为光电技术演进史上的阶段性方案被记录。
参考文献
国家标准术语平台. 光电探测器术语. GB/T 2900.XX-201X
中国科学院光电技术研究所. 光电器件发展史. 《光电工程》专题综述, 2018.
IEEE 标准协会. IEEE Std 100-2022: 电子与电气术语词典.
充气光电池是一种特殊类型的光电池,其核心特点是在制造过程中通过充入特定气体来优化性能。以下是对该词的综合解释:
充气光电池属于光电池的细分类型,具备将光能转化为电能的基本特性。与普通光电池的差异在于,其内部空间通过特殊工艺充入气体(如惰性气体),并通过密封技术维持气体环境,以实现更均匀的气体浓度分布和稳定性。
主要应用于需要高稳定性或特殊气体环境的场景,例如精密光学仪器、高精度传感器等。普通光电池则更多用于太阳能发电、摄影测光等通用领域。
普通光电池的典型材料包括硒、氧化铜等,依赖半导体材料的光电效应产生电流,而充气光电池可能在此基础上通过气体环境进一步优化性能参数。
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